Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Электротехника -> Фалькевич Э.С. -> "Технология полупроводникового кремния" -> 10

Технология полупроводникового кремния - Фалькевич Э.С.

Фалькевич Э.С., Пульнер Э.О., Червоный И.Ф. Технология полупроводникового кремния — М.: Металлургия, 1992. — 408 c.
ISBN 5-229-00740-0
Скачать (прямая ссылка): tehpolkremniya1992.djvu
Предыдущая << 1 .. 4 5 6 7 8 9 < 10 > 11 12 13 14 15 16 .. 162 >> Следующая


Рассмотрение объемных участков монокристалла в инфракрасном свете подтвердило, что малоугловая граница состоит из параллельного ряда дислокаций (рис. 10). Однако прямолинейность линий дислокаций

23
Рис. 9. Малоугловые границы в монокристаллах кремния, имеющие на плоскости (IU) направление [112]:

в — травленое торцевое сечение [плоскость (111)]. х1,0; б — малоугловая граница на боковой поверхности. х2,0

Рис. 10. Малоугловые границы; плоскость (110). х60

в малоугловых границах наблюдается сравнительно редко, только в отдельных частях. Как правило, дислокационные линии, составляющие малоугловые границы, имеют изгибы, уступы и т.д.

Очень важен тот факт, что присутствие и характер распределения дислокаций непосредственно влияют на распределение примесей и в целом на возможность получения прибора необходимого качества. Между дислокацией и атомом примеси существуют силы притяжения, возникающие в связи с искажением решетки в районе дислокации, в результате которых атомы примеси перемещаются к дислокации и оседают на ней. Это обстоятельство постоянно следует учитывать при анализе влияния дислокаций на свойства кремния и приборов на его основе.

24
¦

Рис. И. Строение границ с неупорядоченной структурой (а) и двойникования (б) между кристаллами

Большим достижением явилось открытие способов получения без-дислокационных монокристаллов. В связи с этим в некоторой степени прояснилась картина, вскрывающая процесс возникновения дислокаций. Однако существующие многочисленные предположения и различные схемы не отражают в достаточно удовлетворительной мере основной механизм и источник появления дислокаций [15].

В отличие от точечных дефектов, которые могут возникать за счет теплового движения, энергия, необходимая для образования дислокации, не может быть обеспечена колебаниями решетки из-за ее линейной протяженности. Как Свидетельствуют многочисленные исследования, основным источником дислокаций при производстве монокристаллов являются фронт кристаллизации, особенности механизма роста и тот или иной режим роста, которые могут продуцировать любые несовершенства, включая и дислокации1. Если же в кристалле имеются дислокации, то под действием напряжений они могут передвигаться и размножаться.

Кроме малоутловых границ, к плоскостным дефектам относятся границы между зернами (большая разориентация) и границы между двойниками. На рис. 11 представлены структуры различных границ между твердыми кристаллами с различной ориентацией в пространстве. Граница может содержать прослойку совершенно неупорядоченного вещества, которое заполняет пространство между ступенчатыми поверхностями разориентированных кристаллов. Границу можно пред-

B данном случае речь идет о производстве (выращивании) монокристаллов кремния. При изготовлении приборов, когда используются химико-термические процессы, связанные, в частности, с введением в поверхностный слой очень больших концентраций примеси, источники возникновения дислокаций будут другие (термические напряжения, искажения решетки из-за введения примеси и др.).

25
ставить и как сложную состыковку ступеней упорядоченных частей и, наконец, как строгую упорядоченность в чередовании дефектов при определенной взаимной ориентации кристаллитов (рис. 11, §). В последнем случае имеется ввиду довольно распространенное явление образований двойников - упорядоченных сростков кристаллов.

При производстве монокристаллов полупроводников, в том числе и полупроводникового кремния, появление границы между кристаллитами приводит к порче изделия и в целом нежелательно. Исключение составляет выращивание кристаллов кремния с заданной двойниковой структурой.

Отметим еще один вид поверхностного дефекта - дефект упаковки. Частично об этом виде дефекта уже упоминалось при анализе строения поверхности кристалла в месте выхода дислокации. Дефект упаковки представляет собой локальную область в кристалле, где наблюдается отклонение от правильной последовательности чередования атомных слоев за счет введения или удаления атомного слоя (части слоя). Особенно часто в кристаллах кремния этот дефект наблюдается при насыщении кислородом (окислении) поверхности. В этом случае эти дефекты еще называют окислительными дефектами упаковки (ОДУ) и они образуются за счет введения (внедрения) собственных атомов кремния.

Рассмотрим границы раздела кристалла с жидкостью (расплавом) либо газом, из которого выращивают монокристалл или в котором он находится во время роста.

Атомы, находящиеся на поверхности кристалла, обладают большими возможностями свободного движения, чем атомы внутри решетки. Каждый атом внутри решетки связан с четырьмя соседними так, что каждое направление связи обеспечивается взаимодействием пары электронов. Если же представить атомы, образующие поверхность (100), граничащую с вакуумом, то окажется, что каждый из них связан только с двумя соседями, лежащими ниже плоскости раздела. Две другие связи, составляющие половину потенциальной энергии взаимодействия, отсутствуют. Это приводит к тому, что атомы на поверхности гораздо хуже удерживаются на своих местах и под действием всплеска кинетической энергии поступательного движения могут покинуть поверхность и перейти в пространство, занимаемое вакуумом.
Предыдущая << 1 .. 4 5 6 7 8 9 < 10 > 11 12 13 14 15 16 .. 162 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed